Τα μαθηματικά της αιωνιότητας δείχνουν πως το Σύμπαν πρέπει να είχε αρχή

Μεταφέρω με απόδοση στα ελληνικά ένα αξιοσημείωτο άρθρο που δημοσιεύτηκε στις 25 Απριλίου 2012 στο Technology Review:
Το big bang έχει γίνει μέρος της λαϊκής σκέψης και επινοήθηκε από τον φυσικό Fred Hoyle το 1940. Αυτό φαίνεται κάπως περίεργο για μια έννοια που υπονοεί την απόλυτη γέννηση των πάντων. Ωστόσο, ο Hoyle προτιμούσε ένα διαφορετικό μοντέλο του σύμπαντος, δηλαδή ένα σύμπαν σταθερής κατάστασης, χωρίς αρχή και τέλος, που εκτείνεται απεριόριστα στο παρελθόν και το μέλλον. Η ιδέα αυτή όμως ποτέ δεν απογειώθηκε.
Τα τελευταία χρόνια, οι κοσμολόγοι άρχισαν να μελετούν μια σειρά από νέες ιδέες με παρόμοιες ιδιότητες. Παραδόξως, οι ιδέες αυτές δεν είναι απαραίτητα αντίθετες με την έννοια του big bang. Για παράδειγμα, μια από τις ιδέες αυτές είναι ότι η ιστορία του σύμπαντος είναι κυκλική, με μεγάλες κρίσιμες εξελίξεις μέσα σε έναν άπειρο κύκλο.

Μια άλλη ιδέα είναι αυτή ενός αιώνιου πληθωριστικού σύμπαντος όπου μέρη του διαστέλλονται και συστέλλονται σε διαφορετικούς ρυθμούς. Αυτά τα μέρη μπορούν να θεωρηθούν ως ξεχωριστά σύμπαντα μέσα σ’ ένα γιγαντιαίο πολυ-σύμπαν. Έτσι, αν και φαίνεται πως ζούμε σ’ ένα διεσταλμένο σύμπαν, άλλα σύμπαντα μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετική κατάσταση. Και ενώ το δικό μας σύμπαν μπορεί να μοιάζει σα να έχει αρχή, το πολυ-σύμπαν, στο σύνολό του, δεν χρειάζεται απαραιτήτως να είχε κι αυτό αρχή.

Επίσης, υπάρχει και η ιδέα ενός αναδυόμενου σύμπαντος που υπάρχει ως είδος «σπόρου αιωνιότητας» και στη συνέχεια ξαφνικά αρχίζει να διαστέλλεται.

Τέτοια σύγχρονα κοσμολογικά μοντέλα δείχνουν απλά πως τα παρατηρητικά (πειραματικά) μας στοιχεία περί ενός διαστελλόμενου σύμπαντος είναι συνεπή με την ιδέα ενός σύμπαντος χωρίς αρχή και τέλος. Αυτό μάλλον ενδέχεται να αλλάξει.

Η Audrey Mithani και ο Alexander Vilenkin από το Πανεπιστήμιο Tufts στη Μασαχουσέτη, ΗΠΑ, λένε ότι τα μοντέλα αυτά είναι μαθηματικά ασυμβίβαστα με ένα αιώνιο παρελθόν. Και η ανάλυσή τους δείχνει ότι τα τρία σύγχρονα αυτά μοντέλα του σύμπαντος πρέπει κι αυτά να είχαν μια αρχή.

Το επιχείρημά τους επικεντρώνεται στις μαθηματικές ιδιότητες της αιωνιότητας - ένα σύμπαν χωρίς αρχή και χωρίς τέλος. Ένα τέτοιο σύμπαν πρέπει να περιέχει προβλέψεις που εκτείνονται απεριόριστα στο παρελθόν.

Οι Mithani και Vilenkin παραπέμπουν σε μια απόδειξη που χρονολογείται από το 2003 κατά την οποία αυτού του είδους τροχιές στο παρελθόν δεν μπορεί να είναι άπειρες, εφόσον αποτελούν μέρος ενός σύμπαντος που αναπτύσσεται με συγκεκριμένο τρόπο. Και δείχνουν ότι τα κυκλικής ιστορίας σύμπαντα όπως και τα σύμπαντα ενός αιώνιου πληθωρισμού επεκτείνονται κατά τον ίδιο τρόπο. Έτσι δεν μπορεί να είναι «αιώνια» στο παρελθόν και πρέπει οπωσδήποτε να υπήρχε αρχή. «Παρά το γεγονός ότι ο πληθωρισμός μπορεί να είναι αιώνιος στο μέλλον, δεν μπορεί να παραταθεί επ' άπειρον στο παρελθόν», λένε.

Αντιμετωπίζουν το αναδυόμενο μοντέλο του σύμπαντος με διαφορετικό τρόπο, αποδεικνύοντας πως, αν κι αυτό μπορεί να φαίνεται σταθερό από κλασική άποψη, είναι ασταθές από κβαντομηχανικής άποψης: «Ένα απλό μοντέλο αναδυόμενου σύμπαντος ... δεν μπορεί να ξεφύγει την κβαντική κατάρρευση», λένε.

Το συμπέρασμα των Mithani και Vilenkin είναι αναπόφευκτο: «Κανένα από αυτά τα σενάρια δεν μπορεί πραγματικά να είναι αιώνιο ως προς το παρελθόν».

Δεδομένου ότι η απόδειξη παρατήρησης δείχνει πως το δικό μας σύμπαν διαστέλλεται, τότε πρέπει κάποτε να έχει γεννηθεί στο παρελθόν. Ένα βαθυστόχαστο συμπέρασμα (όπως κι η έννοια που οδήγησε στην ιδέα του big bang).

Ένα επιπλέον στοιχείο της σύγχρονης έρευνας που θεμελιώνει την βιβλική διδασκαλία περί δημιουργίας του σύμπαντος.
 efilos.blogspot.gr